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 Rechercher l’homochiralité : rechercher la vie…

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Rechercher l’homochiralité : rechercher la vie… Empty
MessageSujet: Rechercher l’homochiralité : rechercher la vie…   Rechercher l’homochiralité : rechercher la vie… EmptyMar 2 Fév - 4:12

Par Caroline Freissinet, Doctorante LISA/ECP

La recherche de vie extraterrestre
est devenue un des enjeux majeurs des prochaines explorations
spatiales. La première étape de cette quête est donc de définir ce que
l’on appelle vie et de déterminer quels pourraient être les indices de
cette vie. La seconde étape sera l’analyse, la recherche proprement
dite de ces indices de vie, in situ.

Une des difficultés à identifier des traces de vie est précisément le manque de connaissance sur ce que nous devrions chercher.
Pour élaborer des instruments capables de chercher des traces de vie,
il est donc obligatoire de faire une comparaison avec les biomarqueurs
ou bioindicateurs organiques terrestres, des composés ou
caractéristiques qui nous révèleraient de manière sûre ou sous forme
d’indices la présence d’une vie passée ou présente. Même si la vie
n’est pas définie de manière universelle, nous sommes capables d’en
déterminer ce qui la caractérise, au moins pour celle que nous
connaissons.

Une des caractéristiques du vivant les plus universelles est l’homochiralité.
Universelle dans le sens où elle pourrait s’appliquer à une forme de
vie basée sur d’autres molécules que celles connues sur Terre.
L’homochiralité est la particularité qu’ont certaines molécules à
n’exister que sous une seule des deux formes énantiomériques possibles
dans certains systèmes. L’énantiomérie est une isomérie optique, le
fait qu’une même molécule possédant un carbone asymétrique existe sous
deux formes, non superposables mais symétriques l’une de l’autre dans
un miroir. Bien qu’ayant une même formule brute et les mêmes fonctions,
les deux énantiomères peuvent posséder des propriétés physiques,
chimiques et biologiques radicalement différentes. Lorsque ces
molécules sont impliquées dans des polymères du vivant, une seule de
ces deux formes est utilisée. C’est ce que l’on nomme homochiralité du
vivant. Elle s’applique pour les acides nucléiques, monomère de l’ADN,
où seule la forme D du ribose est utilisée, pour les acides
carboxyliques, produits de dégradation des acides gras, et pour les
acides aminés, monomères des protéines, qui ne se retrouve que sous
forme L dans (presque) tous les systèmes vivants connus. Une
recherche de ces molécules organiques et de leur forme énantiomérique
dans un environnement extraterrestre semble donc une méthode très
pertinente pour la recherche de traces de vie extraterrestre.


Dans le cadre des futures missions
spatiales dédiées à la recherche de ces traces de vie, telle Exomars en
2018, nous avons développé une technique intégrale d’analyse des
molécules organiques chirales.

Cette étude implique trois étapes ; extraction-dérivatisation-analyse des molécules d’intérêt,
en premier lieu les 20 acides aminés du vivant. Nous avons optimisé
dans un premier temps les étapes de dérivatisation et d’analyse en
chromatographie gazeuse couplée à une spectrométrie de masse (GC-MS).
La dérivatisation est une étape nécessaire, permettant aux molécules
réfractaires que sont les acides aminés de pouvoir être analysés en GC.
Pour cela, nous utilisons un agent de dérivatisation qui permet de
conserver le centre chiral des molécules cibles ; le diméthyl-formamide diméthylacétal (DMF-DMA).

Ce travail montre qu’en plus de ses
qualités intrinsèques tels qu’un faible poids moléculaire et une grande
résistance à des conditions opératoires drastiques, le
DMF-DMA permet une dérivatisation simple et rapide, pertinente pour une
analyse spatiale étant données les contraintes des missions spatiales
.
La mesure des limites de détection montre que la méthode proposée est
appropriée pour une analyse quantitative des énantiomères de nombreux
acides aminés, puisque la limite de détection est inférieure au ppb,
quantité qui a été déterminée pour ces molécules d’intérêt dans des
météorites martiennes.


Pour en savoir plus :


C. Freissinet, A. Buch, R. Sternberg et
al., Search for evidence of life in space: Analysis of enantiomeric
organic molecules by N,N-dimethylformamide dimethylacetal derivative
dependant Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Journal of
Chromatography A, 1217 (2010) 731-740. (science direct)

Source : Société Française d'Exobiologie
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